以微流控系统为基础的体节发生模型研究 背景与研究动机 体节的形成在脊椎动物胚胎发育中起到至关重要的作用，尤其对胚胎肌肉骨骼系统的布局和功能产生了决定性影响。体节发生主要是通过双侧的原节中胚层（presomitic mesoderm, PSM）在头尾方向逐渐分段形成对称的上皮体节的过程。在该过程中，生化信号（如成纤维细胞生长因子FGF和视黄酸RA等）的梯度变化以及生物力学的影响是至关重要的。然而，现有的体节发生模型大多采用悬浮培养的方式，缺乏对生化梯度和力学信号的精确控制，限制了对复杂生化-生物力学相互作用的研究。 在此背景下，由密歇根大学和哈佛大学的研究团队合作开展了一项研究，通过微流控装置构建了人类多能干细胞（hPSC）来源的PSM组织模型，并在该模型中引入外源生化梯度，从而实现了体节发生...

海马体中空间和时间整合与竞争机制的研究综述 研究背景与意义 在人类和动物的大脑中，空间和时间构成了情景记忆的主要维度，这些维度在个体对事件顺序、位置、时长等信息的编码中起到关键作用。长期以来，研究发现海马体是记忆的关键脑区，特别是在空间与时间的认知中发挥着重要作用。海马体中的位置细胞（place cells）能够准确表示个体在环境中的位置，而时间细胞（time cells）则用于表示特定的时间段。这些细胞的活动使得海马体有能力同时编码空间和时间信息，为情景记忆提供了基础。然而，空间与时间信息在海马体中的交互机制依然存在许多未解之谜。特别是对于单一神经元层面的空间-时间整合机制，尚缺乏系统性的研究。 为探究这一问题，Chen等人开展了该项研究，系统分析了海马体CA1区神经元在不同导航任务中的表...

本文是由张廷鑫、毕铖、李祎然等学者撰写的一篇生物医学研究论文，于2024年11月6日发表在《Neuron》期刊上。研究由清华大学-北京大学生命科学中心的团队主导，探讨了机械敏感性钙离子通道Piezo1的磷酸化修饰在生理功能中的调控机制。该论文揭示了Piezo1在机械敏感性的转导过程中，通过特定残基磷酸化来调节其功能，以实现血压稳态及运动表现的生理作用。此研究不仅填补了Piezo1通道后转录修饰调控机制的空白，还具有潜在的临床意义。 研究背景 Piezo1和Piezo2是已知的机械敏感性阳离子通道，它们在多种细胞类型中介导机械力的转导过程，如内皮细胞、红细胞、成骨细胞、心肌细胞等。Piezo1特别在内皮细胞中发挥关键作用，通过感知血流引发的剪切力来调控血管发育、血管张力和血压调节。然而，尽管P...

压力下表现失常的神经基础——对灵长类大脑奖励信号与运动准备过程的互动解析 研究背景 “压力下表现失常”（choking under pressure）指在重要时刻因压力而未能达到预期表现的现象，典型的例子包括专业运动员在关键比赛中的失误。然而，这种现象不仅局限于体育竞技，在学术考试、视频游戏、解谜等日常情境中也普遍存在。之前的神经影像学研究暗示，压力下表现失常可能涉及到奖励和运动控制的神经结构，然而具体的神经机制尚不清楚。 为更好地理解该现象背后的神经机制，来自美国卡耐基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和匹兹堡大学（University of Pittsburgh）等机构的Adam L. Smoulder和Aaron P. Batista等研究人员联合开展了一...

研究背景 在我们日常生活中，顺序工作记忆（Sequence Working Memory，简称SWM）至关重要，例如填写出生日期时，需要将年份、月份和日期按特定顺序回忆并排列。然而，大脑如何实现顺序记忆中的信息控制以及如何在不同的任务需求下对信息进行灵活排序，目前仍是神经科学领域未解的谜题。为了深入探索这一过程，Jingwen Chen等学者在《Neuron》期刊发表了《Flexible Control of Sequence Working Memory in the Macaque Frontal Cortex》。研究由中国科学院神经科学研究所、美国纽约大学心理学系、上海临港实验室等单位的研究人员联合开展，通过对猕猴大脑前额叶的电生理记录，研究了猕猴在执行前向和反向记忆任务中的神经动态与...

研究背景 触觉振动编码的神经转换机制一直是神经科学研究的热点领域。日常生活中，我们通过对振动的感知获取外部环境的信息，例如手机振动提醒、汽车接近的提示等。哺乳动物的高频振动感知主要通过位于皮肤深层的帕奇尼小体（Pacinian corpuscles, PCs）来完成，这些感受器通过与脊髓背根神经节（dorsal root ganglia, DRG）中的感知神经元相连，将振动信号传递到中枢神经系统。然而，关于振动编码的时序性如何在中枢神经系统逐级转变为速率编码的具体机制尚不明确。为揭示这种编码转换的生物学基础，Kuo-Sheng Lee等人设计了一系列实验，详细探讨了振动信号在上行体感路径中转变的机制，特别是这一过程中丘脑的作用。该研究不仅揭示了体感路径中的神经编码转换的特征，还为神经假肢的触...

LSD 在多巴胺 D1 受体识别的结构基础 研究背景与问题提出 LSD（麦角二乙酰胺）是一种广为人知的致幻药物，其主要通过作用于多种神经递质受体，包括 5-HT（5-羟色胺）受体和多巴胺受体，产生深远的认知和感知影响。5-HT2A 和 5-HT2B 受体是 LSD 主要的靶点，多年来研究者已深入探讨了 LSD 与这些受体的相互作用。然而，尽管多巴胺受体，尤其是 D1 型受体（DRD1），被认为是 LSD 的重要靶点，其具体的结合动力学和受体结构上的作用机制仍不清楚。D1 受体是中枢神经系统中最丰富的多巴胺受体，涉及记忆、学习和认知功能。进一步揭示 LSD 在 DRD1 上的识别和结合机制，对理解其致幻作用和潜在的治疗应用具有重要意义。 研究来源与发表情况 本研究由 Luyu Fan、Youw...

在一项题为“Visual Experience Reduces the Spatial Redundancy between Cortical Feedback Inputs and Primary Visual Cortex Neurons”的研究中，Rodrigo F. Dias、Radhika Rajan及其团队探讨了视觉经验如何影响大脑皮层反馈通路的空间冗余性。此项研究由Champalimaud Neuroscience Programme的科学家在葡萄牙里斯本的Champalimaud Foundation开展，并发表在2024年10月9日的《Neuron》期刊上。此项研究聚焦于小鼠视觉皮层的反馈回路，探索视觉经验如何改变来自高阶视觉区（lateromedial, LM区）到初级视...

呼吸机患者膈肌肌肉的超松弛肌球蛋白对膈肌功能衰退的影响 背景介绍 在重症监护病房（ICU）中接受机械通气的患者中，膈肌收缩力弱是一种常见问题。这导致患者脱机困难，增加了病死率，也带来了巨大的经济负担。尽管动物研究显示药物干预的潜在好处，但我们对其分子机制的理解仍不完整，因此目前尚无有效治疗方法来改善这些患者的膈肌强度。研究者们发现，约80%的接受机械通气的ICU患者在脱机时会出现膈肌功能衰退，传统上认为这是由于膈肌萎缩导致的，但超过50%的ICU患者并未出现膈肌萎缩，提示可能有其他因素在起作用。 来源介绍 这篇论文由Marloes van den berg、Zhonghua Shi、Wout J. Claassen等多名作者联合研究完成，主要作者隶属于Amsterdam UMC、Bispeb...

“Revisiting Distinct Nerve Excitability Patterns in Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis” 学术背景 肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS）是一种毁灭性的神经退行性疾病，表现为中枢和外周运动神经元的逐渐丧失。虽然该疾病在临床和遗传上具有异质性，但轴突高兴奋性是普遍观察到的现象，被认为是神经退行性过程中的早期病理生理步骤。因此，阐明导致轴突高兴奋性的机制及其与患者临床特征的关系显得尤为重要。外周神经兴奋性测量值通过神经兴奋性记录直接得出，尽管其生物物理基础难以推断。数学模型可以帮助解释这些数据，但只有在应用于组平均记录时才可靠，限制了其在个体患...